[发明专利]包含具有工作频率的微机械谐振器的装置及扩展该频率的方法

权利要求书

1.一种包含微机械谐振器的装置，该谐振器具有操作频率和在底衬上形成的谐振器梁，改进包括：

非侵入式支承构件锚定在底衬上，以便将谐振器梁支承在底衬的上面，该支承构件包括至少一个扭转梁，该梁的尺寸等于谐振器操作频率的有效四分之一波长，其特征在于，在谐振器梁的至少一个弯曲节点上固定至少一个扭转梁，使得该谐振梁在横向运动上基本上没有阻力；而且该谐振器是高Q值谐振器。

2.如权利要求1所述的装置，还包括至少一个形成在底衬上的驱动电极，以便静电激发谐振器梁，其特征在于，在谐振器梁和至少一个驱动电极之间限定电容换能器间隙。

3.如权利要求1所述的装置，还包括至少一个间隔器，该间隔器具有高度，在谐振器梁和底衬之间延伸，并定位于至少一个弯曲节点上，其特征在于，在向下牵引谐振器梁期间，间隙的尺寸取决于该至少一个间隔器的高度。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该谐振器是硅基谐振器。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该谐振器是钻石基谐振器。

6.一种高Q值的弯曲振动的微机构谐振器装置，包括：

底衬；

具有至少一个弯曲节点的谐振器梁；

至少一个扭转梁，用于在该至少一个弯曲节点支承该谐振器梁；

至少一个刚性锚定件，用于将该至少一个扭转梁锚定在底衬上；

至少一个驱动电极，在该至少一个驱动电极上加上电信号时该电极可使谐振器梁发生振荡，该至少一个扭转梁的尺寸被定为可以实现无阻力变换，这种变换基本上使振荡的谐振器梁与该至少一个刚性锚定件隔振。

7.如权利要求6所述的装置，还包括至少一个间隔器，该间隔器具有高度，在谐振器梁和底衬之间延伸，其特征在于：谐振器梁和至少一个驱动电极形成电容换能器间隙；在向下牵引谐振器梁时，该间隙的尺寸取决于该至少一个间隔器的高度。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，谐振器是硅基谐振器。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，该装置是钻石基谐振器装置。

10.如权利要求6所述的装置，还包括形成在底衬上的用于检测输出电流的检测电极。

11.一种增加微机构谐振器操作频率的方法，该谐振器包括具有基谐振动模式的形成在底衬上的谐振器，该方法包括：

在同时驱动谐振器梁的不同部分向相反方向运动，使得谐振器梁可以以比基谐振动高的m次谐振模式振动，其特征在于，该谐振器梁具有m+1个弯曲偏转节点。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，微机械谐振器包括许多沿谐振器梁间隔开的驱动电极，以便静电激发谐振器梁；驱使振荡的步骤包括以下步骤：将同相信号加在其中一个驱动电极上，使谐振器梁的第一部分向第一方向偏转，而将不同相的信号加在其中另一电极上，使谐振器梁的第二部分向相反于第一方向的第二方向偏转，从而驱使谐振器梁形成正确的振动形式。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于：微机械谐振器包括m+1个扭转梁，该扭转梁的尺寸等于操作频率的有效四分之一波长；在谐振器梁的各个节点上固定一个扭转梁，使得谐振器梁在横向运动或扭转运动上基本上没有阻力。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于：微机械谐振器包括形成在底衬上的驱动电极，以便静电激发谐振器梁；驱使振荡的步骤包括将信号加在驱动电极上的步骤，谐振器梁和驱动电极之间形成电容换能器间隙；微机械谐振器还包括m+1间隔器，该间隔器具有高度，在谐振器梁和底衬之间延伸，并配置在m+1个节点上；该m+1个间隔器在将信号加到驱动电极上时可驱使谐振器梁形成正确的振动形式。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，微机械谐振器包括形成在底衬上的用于检测输出电流的检测电极。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于：微机械谐振器包括低于m+1个扭转梁，该扭转梁的尺寸等于谐振器操作频率的有效四分之一波长；扭转梁固定在谐振器梁的节点上，使得谐振器梁在横向运动或扭转运动上基本上没有阻力。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，微机构谐振器包括单一扭转梁。